本书聚焦雨水情监测预报“三道防线”耦合核心技术,系统阐释了气象水文耦合的基础原理,详解了天地空多源监测协同技术和数值模式定量降水预报方法,覆盖应急测报及多场景河道洪水演算全流程,配套参数优化与实时校正等降误差技术,构建起从基础原理到落地应用的完整技术体系。
本书适合水利、水文、气象及防汛领域从业者参考,也可作为相关专业师生的教学辅助资料,能为雨水情测报系统建设、预报精度优化等工作提供实用的理论支撑与技术指导。
第1章气象水文耦合基本原理//001
1.1气象水文耦合洪水测报法中参数的名称与定义001
1.1.1降雨过程与降雨历时001
1.1.2时段降雨量与累计降雨量002
1.1.3流域集水面积003
1.1.4径流系数004
1.1.5洪水历时系数与洪峰历时系数004
1.1.6洪水历时与洪峰历时006
1.1.7洪水总量007
1.2流域降雨与洪水耦合关系的确定007
1.2.1降雨特征对洪水过程的影响007
1.2.2降雨洪水预报耦合模型的建立008
1.2.3耦合关系的确定方法008
1.3流域降雨产生的洪水计算流程016
1.3.1数据收集与预处理016
1.3.2流域特征数据019
1.3.3产流与汇流过程024
1.3.4洪水过程合成与成果提取与验证034
第2章三道防线耦合关键技术//037
2.1气象卫星与测雨雷达监测技术037
2.1.1卫星水情数据通信及其测报系统037
2.1.2雷达测雨及雷达水情自动测报组合系统041
2.2地面雨量站网实时监测技术044
2.2.1地面雨量站网实时监测技术的功能044
2.2.2地面雨量站网布设原则045
2.2.3监测设备与传感技术048
2.2.4数据传输与处理技术049
2.2.5与“三道防线”耦合技术050
2.3水文站网水位流量监测技术051
2.3.1水文站网在三道防线中的定位与作用051
2.3.2水位监测技术052
2.3.3流量监测技术053
2.3.4水文站网优化布局与耦合技术056
第3章基于数值预报模式的定量降水预报方法//058
3.1数值模式定量降水预报性能评估058
3.1.1研究流域与资料处理058
3.1.2面雨量预报检验评估方法062
3.1.3面雨量预报检验结果与分析066
3.2基于信息扩散技术的定量降水预报集成方法与应用068
3.2.1基本原理与数学模型068
3.2.2集成应用方案069
3.2.3试验结果及分析070
第4章雨水情应急预测预报//072
4.1雨水情应急预测预报的特点072
4.1.1预报制作时间的紧急性072
4.1.2预报对象的不确定性072
4.1.3预报成果的准确性073
4.2雨水情应急预测预报的内容074
4.2.1雨情应急预测预报074
4.2.2水情应急预测预报075
4.2.3山洪灾害应急预测预报077
4.2.4城市内涝应急预测预报078
4.2.5应急预测预报的要求078
4.3雨水情应急预测预报方案079
4.3.1制定雨水情应急预测预报方案时常面临的问题079
4.3.2应急预测预报方案的建立081
第5章河道雨水情监测洪水预报//085
5.1河道相应水位(流量)预报085
5.1.1相应水位(流量)预报概述085
5.1.2相应水位(流量)法089
5.1.3合成流量法095
5.2有支流、分流河段的流量演算102
5.2.1基本概念102
5.2.2有支流河段的流量演算106
5.2.3有分流河段的流量演算112
5.3回水、感潮河段的水位(流量)预报118
5.3.1受变动回水顶托影响河段的水位(流量)预报118
5.3.2感潮河段的水位预报120
第6章降低洪水预报不确定性方法研究//125
6.1模型参数优化研究125
6.1.1参数敏感性125
6.1.2参数人工优化126
6.1.3参数自动优化127
6.1.4参数优化结果128
6.2实时校正技术研究128
6.2.1实时洪水校正技术128
6.2.2基于衰减记忆最小二乘的误差校正方法129
6.2.3实时校正结果130
6.3降低不确定性效果分析131
6.3.1不确定性来源的定量分析131
6.3.2不同方法降低不确定性效果的对比132
6.3.3综合效果评估与改进建议133
参考文献//135